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마그네트론

Togotech (토론 | 기여)님의 2026년 1월 23일 (금) 08:54 판

마그네트론

  1. 전자부품
    1. 전자레인지
      1. 마그네트론 - 이 페이지
    2. 진공관
  2. 마그네트론(magnetron)
    1. magnetron = "magnet" + "electron"
    2. 위키페디아 Cavity magnetron https://en.wikipedia.org/wiki/Cavity_magnetron
    3. 설명
      1. 진공관의 일종이다.
      2. 2차세계대전이 끝날 무렵에 거의 연합군이 사용하던 거의 모든 레이다는 마그네트론을 기반으로 동작했다.
        1. 1939-1941년 영국 개발 과정에 대한 IEEE 구리명판: https://ethw.org/Milestones:Development_of_the_Cavity_Magnetron,_1939-1941
        2. 큰 다이폴 안테나를 사용하면 항공기에 설치하기에 불리했다.
      3. 공동의 크기가 공진주파수를 결정한다.
      4. 직류전압에서 신호만 생성시키는 발진기 역할만 한다.
        1. 양극(anode)인 큰 직경의 캐비티 중심에 위치하는 캐소드(cathode)에는 4000Vdc가 필요하다.
        2. 이 사이 air gap에서 방전이 일어난다.
        3. 트랜스로 승압된 2000VAC를 C와 다이오드로 이루어진 전압체배기(voltage doubler)회로인 Villard circuit로 4000Vdc를 만든다.
          1. AC 파형의 -피크값을 다이오드에 의해 0으로 만들어, 전체 전압은 0V에서 2Vpk를 만든다.
          2. 평활하지 않기 때문에 리플값 또한 2Vpk(즉, 4000V)가 된다.
          3. 전자레인지 회로에서는 AC 싸이클에서 절반은 충전에 사용되고, 절반은 방전(이 때만 마이크로파가 발생된다.)에 사용하다.
      5. 캐비티 내에 자기장 형성을 위해 링모양을 갖는 영구자석이 두 개 사용된다.
        1. 전자가 접지를 향해 방사선 형태로 나아가는데, 이 때 영구자석의 수직 자계에 직선경로가 선풍기 날개처럼 휘어 나간다.
        2. 휘어 나가면서 캐비티 사이를 빠르게 지나갈 때, 마치 호르라기 원리처럼 공진이 발생된다.
      6. 상당히 효율적이다. 1100W 입력에서 700W의 주파수 전력을 생성한다. 65% 효율을 보인다.
        1. 35% 전력은 열로 소모되므로, 양극(캐비티가 여러개 있는)은 방열핀(cooling fins)으로 방열시킨다.
      7. 필라멘트 재료는 텅스텐에 소량의 (방사선 물질인) 토륨을 갖는다. 공기중에서 필라멘트가 잘게 부수어지고 흡입해야 건강에 문제가 된다.
    4. 유튜브
      1. https://www.youtube.com/watch?v=bUsS5KUMLvw
      2. https://www.youtube.com/watch?v=42UF_kED34Q
    5. 기타
      1. 마그네트론에는 DC 고압뿐만 아니라 전자 방출용 필라멘트 히터에 사용되는 3.3V도 필요하다.
      2. 자세한 발진 원리 설명 https://www.lesics.com/how-magnetrons-change-the-world.html
  3. 발견
    1. 삼성 RE-252 전자레인지
    2. LG MW-201EL 전자레인지
      1. 위험 Danger: High Voltage, Microwave Radiation
        • microwave oven02 012.jpg
    3. 러빙홈 MWG-11705T 전자레인지
      1. 본체에 붙어 있는 상태에서 관찰

        • Galanz M24FB-610A 마그네트론

        • 트랜스와 연결되는 부위

        • 방열판 핀 양쪽으로 토로이달 영구자석이 있다.

        • 전자기파 출구(=안테나)

      2. 안쪽에서 본 방출구멍 및 송신안테나
        • microwave oven03 026.jpg
        • microwave oven03 027.jpg
      3. 본체에 장착 방법
        • microwave oven03 025.jpg
        • microwave oven03 028.jpg
      4. 마그네트론 외관
      5. 2000V AC라인 필터
        1. 마그네트론에서 발생되는 2.45GHz 전자기파가 입력 전력선으로 빠져나오는 것을 차단하는 노이즈필터이다.
        2. 두 입력 단자 사이(히터 저항도 포함된다.)의 주파수 특성
          • microwave oven03 031.jpg
          • microwave oven03 032.jpg

          • 7.5MHz에서 약 1kΩ

          • 25.9MHz에서 약 3Ω

        3. 구리선을 연결시킨 TIG 용접
          • magnetron01 003.jpg
        4. 필터를 감싸고 있는 차폐 깡통을 뜯어냄
          • magnetron01 004.jpg
        5. 관통 커패시터 및 로드 코어를 사용한 초크 인덕터 (choke coil)
          1. 구조
            • magnetron01 007.jpg
            • magnetron01 008.jpg
          2. 관통 커패시터 주파수 특성

            • L은 1uH, C는 400pF로 lowpass filter의 컷오프 주파수는 8MHz이다.

            • C 측정 그래프. 공지은 16.7MHz

      6. 출력 모노폴 안테나
        1. 모노폴 안테나이므로 파장의 1/4 길이를 갖는다. 2.45GHz이므로 약 30mm를 갖는다.
        2. 구멍이 있는 이유는 캡 조립성을 높이기 위해서라고 함. http://superkuh.com/blog/2019-10-26-1.html
        3. 사진
          • magnetron01 005.jpg
          • magnetron01 006.jpg
      7. 마그네트론 구조
        1. 분홍 세라믹은 크롬을 첨가해 분홍색을 띠는 알루미나 재질이다.
        2. 영구자석. 방향이 N-S인 자석과 N-S 자석이 꼽혀 원기둥형태의 평행 자속을 형성시킨다.
          • magnetron01 016.jpg

          • 토로이달 자석이 깨지면 서로 밀어낸다. (그러므로 쉽게 깨진다.)

        3. 방열판을 빼내면
      8. 실드 가스켓
        1. 금도금 철사를 Knitted fabrics(편직물, 실로 엮어 고리형태로 연결하여 만든다. 유연하고 신축성이 있는 직물이다.)상태로 만들었다.
        2. LED링 조명, 모델 Mechanic LS720+에서
          1. 편광 광학필터를 사용하여

            • 회전시켜 반사광을 억제하고 촬영

            • 반사광이 있을 때

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